Расширениемелкий это имя, данное явлению, в котором есть увеличение площадитело вызвано повышением температуры. Этот тип расширения происходит в телах с поверхностной симметрией, таких как тарелки, столешницы, доски, плитки и т. Д.
Посмотритетакже: Калориметрия
Расширение поверхности зависит от коэффициент расширения поверхности. Этот коэффициент, единицей измерения которого является ° C-1, является характерная черта каждого типа материала, но соблюдайте пропорциональную зависимость с коэффициентом линейного расширения:
β - коэффициент расширения поверхности (° C-1)
α - коэффициент линейного расширения (° C-1)
Мы сможем понять эту взаимосвязь, если увидим, что в расширении поверхности есть два дилатациилинейный: один для длина и еще один для высота тела. Важно подчеркнуть, что указанная выше взаимосвязь действительна только для тел, образованных чистая субстанция и однородный.
Формула
Проверьте формулу, которая используется для расчета модуль расширения поверхности - изменение площади тела при нагревании.
S - расширение площади (м²)
s0- начальная площадь (м²)
β - коэффициент расширения поверхности (° C-1)
ΔT - изменение температуры (° C)
В дополнение к этому способу мы можем вычислить расширение поверхности другим способом, чтобы мы могли напрямую найти конечную площадь тела, проверьте:
s - итоговая площадь (м²)
Термическое расширение
При нагревании молекулы тел, как правило, вибрируют на более высоких скоростях, это заставляет макроскопические размеры тел могут быть измененный, хоть и минимально. Явление, при котором тело меняет размер при нагревании, называется расширениетермический.
Несмотря на то, что это интуитивно понятно, это не правда, что все материалы расширяются при повышении температуры, есть материалы, которые присутствуют отрицательные коэффициенты расширения (такой как вулканизированная резина), то есть при нагревании этих материалов их размеры уменьшаются.
Тепловое расширение делится на три подтипа расширения: линейный, мелкий а также объемный. Эти типы расширения встречаются вместе, однако один из них будет более значительным, чем другие, в зависимости от формы тела.
Например: игла из-за своей формы больше страдает расширениелинейный по отношению к другим формам расширения; металлическая пластина в свою очередь страдает больше расширениеповерхностный, из-за своего формата; жидкости и газы, которые занимают пространство их контейнеров, имеют тенденцию расширяться во всех направлениях и, следовательно, присутствуют расширениеобъемный.
Посмотритетакже:Что такое энтропия?
Расширение жидкостей
При нагревании жидкости могут увеличиваться в объеме. Однако при изучении этого типа дилатации важно учитывать объемное расширение емкостей где хранятся жидкости.
В этом смысле говорят об очевидном расширении - разнице между расширением, которое испытывает жидкость и ее сосуд. Прочтите нашу статью и узнайте все о расширение жидкости.
Эксперимент
Есть эксперименты, которые можно провести быстро и легко, чтобы визуализировать феномен поверхностного расширения. Ознакомьтесь с некоторыми случаями:
Необходимые материалы:
1 лоток из пенополистирола
1 монета
1 свеча
Спички
1 плоскогубцы
1 ручка
1 ножницы
Методология:
Поместите монету в лоток из пенопласта и обведите ее карандашом. После этого вырежьте его. Зажгите свечу и удерживайте монету плоскогубцами, поместив ее чуть выше пламени свечи. (быть в присутствии взрослого, чтобы провести этот тип эксперимента).
Через несколько минут поместите монету в лоток для пенополистирола, и вы заметите, что она уменьшится в размере после плавления пенопласта. Чтобы сравнить размеры нагретых и холодных монет, поместите отверстие, образованное нагретой монетой, и вырезанный кусок пенопласта рядом.
Другой интересный эксперимент - получить обод и металлическую сферу с радиусом немного большим, чем обод. При комнатной температуре сфера не сможет пройти через ободок, однако, когда мы нагреем обод, его внутренняя площадь увеличивается из-за теплового расширения, и сфера сможет пройти через него:
Другой вариант - попытаться открыть кастрюлю с закрытой крышкой, нагревая ее, увеличивая ее площадь:
решенные упражнения
Вопрос 1) Прямоугольный металлический лист 0,05 м² имеет температуру 25 ° C при нагревании солнечным светом до тех пор, пока его температура не достигнет 75 ° C. Коэффициент расширения поверхности материала, из которого состоит лист, равен 2,0,10.-4 ºC-1, насколько изменится площадь этой пластины?
а) 0,0575 м²
б) 0,0505 м²
в) 1500 м²
г) 0,750 м²
д) 0,550 м²
Шаблон: Письмо B
разрешение:
Чтобы найти окончательную площадь листового металла, мы будем использовать следующую формулу расширения поверхности:
Мы вставим в формулу данные, которые были предоставлены в упражнении:
Согласно данным, полученным в ходе упражнения, окончательная площадь этого металлического листа составит 0,505 м², поэтому правильной альтернативой является буква B.
Вопрос 2) Данный материал имеет коэффициент линейного расширения 1,5,10.-5 ° C-1, коэффициент расширения поверхности того же материала равен:
а) 0,50,10-5 ° C-1
б) 0,75,10-5 ° C-1
в) 3.0.10-5 ° C-1
г) 4.50.10-5 ° C-1
д) 0,40,10-5 ° C-1
Шаблон: Письмо Ç
Разрешение:
Чтобы решить это упражнение, просто помните, что два тела с разной симметрией, но сделанные одного и того же чистого вещества, соблюдайте следующее соотношение между их коэффициентами теплового расширения:
Поэтому правильная альтернатива - буква Ç.
Вопрос 3) Доска 0,4 м² и коэффициент расширения поверхности 2,0,10-5 ° C-1 нагревается от 20º C до 200º C. Определите процент увеличения площади для этой пластины.
а) 0,36%
б) 35%
в) 25%
г) 0,25%
д) 5%
Шаблон: Письмо THE
разрешение:
Давайте сначала вычислим модуль расширения, которому подвергается пластина, используя формулу расширения поверхности:
Используя данные, полученные в упражнении, нам нужно будет произвести следующий расчет:
В этом разрешении мы сначала вычисляем, какое расширение претерпела бляшка. Затем мы сделали соотношение между конечной площадью пластины, которая является суммой начальной площади с расширением пластины, к начальной площади пластины. Умножив полученное значение на 100, находим процент новой площади по отношению к предыдущей: 100,036, то есть: площадь пластины увеличилась на 0,36%.
Автор: Рафаэль Хелерброк
Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-superficial.htm
